Особенности шиберных задвижек и их применение в дымоходах

Любую трубопроводную магистраль промышленного, коммунального или бытового назначения невозможно представить без запорной арматуры. Одним из ее представителей является шиберная задвижка, находящая широкое применение при транспортировании определенного типа рабочих сред.

Основные виды задвижек

Для того чтобы максимально правильно выбрать вид задвижки, необходимо ознакомиться с конструктивными особенностями каждого типа.

Выдвижной шибер представляет собой специальную горизонтальную выдвижную пластинку, за счет смены положения которого можно уменьшать или увеличивать сечения трубы, а, следовательно, и изменять тягу дымохода. Благодаря наличию отверстия в теле пластинки, шибер не может полностью перекрыть канал.

Чаще всего шибер этого вида используется в конструкции кирпичных дымоходов, но иногда его применяют и для обустройства стальных систем.

Двустенный или поворотный шибер – элемент, внешне представляет собой пластинку, закрепленную на оси. Регулировка элемента осуществляется посредством поворачивания ручки устройства.

Основные виды задвижек

Единственным недостатком такой конструкции заслонки является то, что довольно часто у таких устройств перегорает место присоединения ручки к пластинке.

Следует заметить, что эти два вида шибера разительно отличаются между собой. Так, например, горизонтальный шибер дает возможность максимально точно регулировать размер сечения дымохода, в то время как двустенный элемент позволяет открывать или закрывать просвет трубы.

Однако некоторые специалисты утверждают, что особо изворотливые банщики приспособились фиксировать положение заслонки посредством цепочки.

к оглавлению ^

Функциональные характеристики шиберных задвижек

Если деталь предусматривает открытие сечения при регулировке с участием шибера, то это и будет шиберная задвижка. А что же представляет собой шибер?

Шибер изготавливается из металлической основы, каковая сможет резать любые твердые материалы, проходящие по рабочей среде трубы через задвижку. Имеет клинообразную форму. Все поверхностные плоскости уплотнения в задвижках и затвор расположены параллельно друг другу.

Такая структура позволяет быстро перекрыть потоковую массу, причем независимо от нахождения в ней инородных веществ. Также шиберная задвижка помогает держать под контролем состав рабочей среды с различными твердыми элементами.

Чтобы понизить паровое давление в узких проходных отверстиях и при этом вести жесткий контроль за объемом расхода воды, используются задвижки регулирующего и дроссельного видов. Причем данный учет ведут на дополнительных и основных линиях. Установить их можно на отдельных участках трубопроводов, расположенных только горизонтально. Шпиндель необходимо поставить в верхнюю часть.

Задвижки крепятся к трубам обычным сварочным аппаратом. Весь процесс управляется электроприводом. Но в экстренных случаях, например, аварии, предусмотрен дублер, работающий в ручном управлении.

Рекомендуем: Чугунные фасонные части к трубам SML

Задвижка шиберная прямоточная ЗМ -65*14

Принципы регулировки

Поверхностная часть деталей задвижки защищена особым сплавом, каковой на нее наносится и при этом имеющим повышенную прочность. Непосредственно сам элемент регулирования шиберной задвижки включает – седло, шибер и профилированный проход.

Читайте также:  Зачем нужна закрытая каменка в печах для бани? Краткий экскурс

Из легированной стальной основы отливают шпиндель и шток. Они характеризуются особенным защитным азотированным верхним слоем. Чтобы набить сальник, применяют кольца из асбестографита.

Что касается крышки и корпуса, то они соединены между собой бесфланцевым методом. Все входящие корпусные патрубки тоже не остались без защитного эффекта — у них есть специфическая рубашка, ввариваемая в сам корпус. Все это делается с целью защиты от влияния эрозии и преждевременного износа элементов.

Основные функции шиберной задвижки

Шибер – это перегородка, которая находится внутри дымохода. Она повторяет форму и площадь его сечения и в закрытом состоянии практически полностью перекрывает его. Изменение положения шибера позволяет увеличивать или уменьшать отверстие трубы дымохода, усиливая или ослабляя воздушный поток. С помощью заслонки можно прекратить движение воздуха после растопки печки.

Шиберная заслонка представляет собой тонкую металлическую пластинку, регулируемую вручную с помощью специальной ручки. Последняя находится снаружи трубы дымохода, чтобы пользователь мог вручную регулировать положение пластинки.

В зависимости от конструкции и типа заслонки, она устанавливается с помощью специальной металлической рамы, либо вставляется внутрь трубы и фиксируется осевым прутом.

Шибер в дымоходе выполняет следующие функции:

  • увеличивает силу тяги при сложных погодных условиях;
  • повышает интенсивность горения в топке за счет усиления притока кислорода;
  • уменьшает тягу при сильном гуле в печной трубе во время сильного ветра;
  • экономит топливо за счет уменьшения интенсивности горения;
  • предотвращает утечку тепла после прогрева каменки.

Являясь основным регулятором тяги внутри дымохода, шибер регулирует горение топлива. Для уменьшения тяги и снижения интенсивности пламени в топке, достаточно прикрыть шиберную задвижку. Для увеличения тяги, напротив, необходимо ее открыть.

По сути дела, шибер – это обычная металлическая пластина, позволяющая регулировать тягу.

Ее можно устанавливать как в системах одно стенных котлов, так и в двустенных.

Если камин с печью не эксплуатируются, то в этот период задвижка шибера должна находиться в закрытом положении.

Как правило, задвижку устанавливают на начальном отрезке дымохода (на первом метре), так как именно этот участок остается не утепленным.

А вот на участок хорошо утепленной дымоходной трубы, напротив, не рекомендуется устанавливать задвижку. Особенно если речь идет о двухконтурных трубах. При расширении металла внутренней и внешней трубы, шиберную заслонку может заклинить.

Итак, основными задачами шиберной задвижки являются:

  1. Функция регулятора тяги в дымоходе.
  2. Частичное перекрытие сечения дымоходного канала.
  3. Регулятор интенсивности горения пламени в топке.

Регулировка тяги с помощью шиберной задвижки

При оптимальном режиме горения в топке, тяга вызывает такое сгорание топлива, при котором не образуется дыма, а процесс горения проходит ровно и спокойно. Наша задача заключается в том, чтобы найти такое положение шиберной задвижки, при котором эти условия соблюдаются. Делается это так: дымоход постепенно перекрывается задвижкой до момента, пока пламя не начнет задыхаться от дыма. Из этого положения шибер выдвигается чуть назад, чтобы обеспечить небольшой запас ходу воздуха. Это положение следует запомнить и затем на мгновение полностью закрыть дымоход заслонкой, после чего сразу вернуть её в оптимальное положение. Делается это для того, чтобы удостоверится, что найденное оптимальное положение точно не является крайним и оставляет зазор для свободного прохождения воздуха в трубе.

Повторимся, что данный метод регулировки тяги крайне опасен и при несоблюдении правильной техники может привести к полной блокировке выхода опасных для человека газов, выделяемых при сгорании топлива в топке. Тут стоит сказать, что существует альтернативный способ настроить оптимальную тягу с помощью манипуляций с потоком воздуха, входящим в печь. В большинстве печей есть так называемое «поддувало». Открытием и закрытием дверцы поддувала абсолютно безопасно и легко регулируется тяга и достигается наиболее эффективный режим сгорания топлива.

Технические характеристики

Общие технические условия на шиберные задвижки, используемые в магистральных нефтепроводах, приведены в ГОСТ Р 55020-2012. Некоторые положения этого документа:

  • Номинальные диаметры (DN). Показатель (иногда обозначается как Ду) равен сечению внутреннего проходного канала, основные типоразмеры: 100 — 150 – 200 – 250 – 300 – 350 – 400 – 500 – 600 – 700 – 800 – 1000 – 1050 — 1200 мм.
  • Номинальное давление (PN). Указывает на напорные характеристики транспортируемой среды при рабочих температурных параметрах, типовой ряд: 16 – 25 – 40 – 63 – 80 – 100 — 125 бар.
  • Перепады давлений в максимуме при открытии заслонки: 16 – 25 – 30 – 40 – 50 — 63 – 70 — 80 – 100 бар.
  • Температура транспортируемой среды: — 15 до + 80 °С.
  • Герметичность: класса А без видимых протечек.
  • Привод: ручной со штурвалом, редукторный, электрический.
Технические характеристики

Рис. 7 Типы приводов

  • Климатическое исполнение: У1 (температура внешней среды до — 40 °С) и ХЛ1 (до — 60 °С).
  • Варианты установки: подземный и надземный.
  • Направление движения рабочего тела: двухстороннее.
  • Процентное содержание взвесей в подаваемой среде: не более 20%.
  • Тип подсоединения к трубам: сварное (с патрубками под сварку или с приварными катушками), фланцевое, с ответными фланцами под приварку, комбинированное (один патрубок с фланцем, второй под сварку).
  • Конструктивное исполнение корпуса: литой, лито-сварной, лито-штампо-сварной, штампо-сварной.
  • Конструктивное исполнение фланцев: литые, приваренные встык и плоские приварные.
  • Срок эксплуатации: не меньше 50 лет.
  • Назначенный эксплуатационной срок: от 30 лет.
Читайте также:  Инструкция по установке и эксплуатации каминной топки

Рис. 8 Конструкция и материалы изготовления шиберного затвора на примере изделий марки Omal серии Pal (Италия)

Технические характеристики
  • Полный и назначенный ресурс: соответственно 3000 и 1500 циклов.
  • Срок службы и ресурс сменных деталей: соответственно 15 лет и 750 циклов.

Так как шибер-задвижки используют не только в трубопроводных магистралях с нефтепродуктами, указанные выше положения ГОСТ Р 55020-2012 не являются обязательным для их производителей.

Многие фирмы выпускают продукцию в более широком диапазоне условных проходов от 50 до 2000 и даже до 3000 мм.

Технические характеристики

Также в сравнении с ГОСТ Р 55020-2012 могут отличаться и напорные характеристики выпускаемых изделий — к примеру любой показатель в диапазоне от 1 до 10, 25 или 40 бар, а также их температурные параметры, типы привода (гидро- и пневмопривод). Многие производители поставляют продукцию с иным более широким рядом климатических исполнений.

Рис. 9 Размерные и физические параметры шиберных затворов на примере изделий серии ПА 570

Пневмопривод

Шиберная задвижка чугунная, стальная и прочие имеют разные принципы работы. Но стоит отметить, что существует и система с пневмоприводом. Иногда требуется такая установка, которая полностью исключит контакт рабочей массы и механизма привода. Если рассматривать и принцип действия, есть еще небольшое распределение:

  1. Струйные.
  2. Поршневые.

Пневмопривод

В составе этой части имеется реактивная турбина. Чтобы работа задвижки происходила полноценно, нужно организовать следующие условия:

  • Необратимость движения.
  • Легкий ход независимо от имеющегося давления.
  • Активный реверс приводного вала.
  • Дополнительных уплотнителей не нужно.

Самый большой плюс в том, что пневмопривод имеет систему управления на расстоянии. Без таких установок сегодня сложно представить процесс работы любого трубопровода. Перед тем как сделать выбор, каждый человек старается понять технические основы любой установки. Именно в такой ситуации не будет возникать проблем с потоками внутри.

Конструкция

Конструктивно шиберная задвижка представляет собой обычную заслонку (затвор) – плоскую или клиновидную в сечении – которая перекрывает поток жидкости (газа) перпендикулярно его течению. В зависимости от своего положения элемент может закрывать трубопровод полностью или частично.

Устройство шиберной задвижки предполагает также наличие дополнительных элементов – помимо самого ножа (шибера) – стойки, шпинделя, маховика, уплотнителей. Все вышеперечисленные элементы крепятся к корпусу или располагаются внутри него.

Как регулируется тяга

Пластина шибера повторяет сечение дымовой трубы, и в закрытом виде почти полностью перекрывает дымоход. Герметично закупорить трубу не позволяет небольшое отверстие в задвижке, что отвечает требованиям пожарной безопасности. Изменяя положение шибера, вы увеличиваете поток воздуха, и, соответственно, пламя в печи горит сильнее. Уменьшаете зазор – тяга снижается, огонь горит слабее. Когда пламя в топке затухает, задвижку закрывают, чтобы удержать тепло. Если этого не делать, печь остывает гораздо быстрее.

Что такое шибер

Как регулируется тяга

Самые последние модификации печей оснащены дефлекторами, которые регулируют тягу автоматически. Все остальные отопительные приборы требуют установки шиберных задвижек.